Проблема появления ворсистой поверхности и порошкообразного разрушения в огнеупорных бетонах 

Огнеупорные бетоны, которые были установлены и затвердели, часто приобретают белую ворсистую поверхность во время хранения (до обжига), после чего происходит постепенное шлифование и порошкообразное разрушение. Это явление чаще всего наблюдается летом. Если не принять своевременные меры, установленная конструкция постепенно разрушится. Это очень серьезная проблема, и ее анализ выглядит следующим образом:

1.Влияние растворимых щелочей на продукты гидратации алюминатно-кальциевого цемента

Химическая реакция между карбонатами щелочей (включая калий и натрий) и гидратированным алюминатом кальция протекает следующим образом:

Na₂CO₃ + CaO•Al₂O₃•10H₂O → CaCO₃ + Na₂O•Al₂O₃ + 10H₂O (1)

2Na₂CO₃ + 2CaO•Al₂O₃•8H₂O → 2CaCO₃ + Na₂O•Al₂O₃ + 2NaOH + 7H₂O (2)

3Na₂CO₃ + 3CaO•Al₂O₃•6H₂O → 3CaCO₃ + Na₂O•Al₂O₃ + 4NaOH + 4H₂O (3)

Продукт реакции NaOH в вышеупомянутом уравнении реагирует с атмосферным CO₂ с образованием Na₂CO₃. Затем вновь образовавшийся Na₂CO₃ реагирует с гидратом алюмината кальция с образованием NaOH. Этот цикл повторяется непрерывно, вызывая прогрессирующее разложение гидрата алюмината кальция и постепенное разрушение затвердевшей матрицы цемента алюмината кальция. По сути, присутствие щелочи действует как катализатор, способствуя эрозии продуктов гидратации цемента алюмината кальция под воздействием углекислого газа из атмосферы. Если проследить источник, то откуда берется щелочь в литьевом материале?

(1) Щелочи, вводимые через сырье, такое как кальцинированный боксит, кальцинированная глина и корунд, используемые в качестве огнеупорных заполнителей; алюминатно-кальциевый цемент, используемый в качестве вяжущего в литейных смесях; кремнеземный дым, порошок α-оксида алюминия и кианит, используемые в качестве добавок; триполифосфат натрия и гексаметафосфат натрия, используемые в качестве диспергаторов. Эти материалы часто содержат следы щелочей, некоторые из которых могут растворяться в воде. В частности, щелочи, присутствующие в диспергаторах, почти полностью растворяются в воде.

Они могут мигрировать через поры на поверхность затвердевшего тела. По достижении поверхности они вступают в реакцию с атмосферным CO₂, образуя карбонаты, что впоследствии вызывает разрушительное воздействие на затвердевшее тело в соответствии с вышеупомянутым уравнением. При более низких температурах основным продуктом гидратации является CaH₁₀ (который после реакции не дает щелочных гидроксидов), что ослабляет циклический процесс деградации. И наоборот, при более высоких температурах в результате реакции образуется большее количество C₂H₈Al₂ и C₃H₆Al₄, что приводит к образованию большего количества щелочных гидроксидов. Это усиливает циклическую деградацию, ускоряя скорость разрушения продуктов гидратации алюмината кальция.

2.Традиционные меры по смягчению последствий щелочного повреждения

2.1 Выбирайте сырье с низким содержанием щелочи.

2.2 Плотно накройте поверхность конструкции тонкой пластиковой пленкой, чтобы предотвратить миграцию воды из капилляров на поверхность.

2.3 Как можно скорее высушите затвердевший литейный материал, чтобы задержать щелочь внутри конструкции и предотвратить ее дальнейшую миграцию на поверхность.